Erfassung organischer Spurenstoffe in Fließgewässern.
Erfassung organischer Spurenstoffe in Fließgewässern.
Erfassung organischer Spurenstoffe in Fließgewässern.
Oxidierbarkeit Die Werte für die Oxidierbarkeit sind mit 3,0 mg O 2 /l im Mittel über das gesamte Stadtgebiet insgesamt leicht erhöht. Der Grenzwert der Trinkwasserverordnung wurde in 25 Fällen überschritten, dies entspricht rund 10 % aller beprobten Meßpunkte. Als Ursache sind Deponien und Altlastenflächen, aber auch der Einfluß der Rieselfeldnutzung bzw. Abwasserverwertungsflächen zu nennen. Tendenziell treten erhöhte Werte im Bereich des Urstromtals auf. Eine auffällige Häufung von hohen Werten ist nördlich und südlich des großen Müggelsees zu beobachten; hier macht sich der Einfluß der Abwasserverwertungsflächen bzw. nicht kanalisierter Siedlungsgebiete bemerkbar. Leitfähigkeit Die elektrische Leitfähigkeit gilt als Kenngröße für die Belastung mit anorganischen Stoffen. Speziell machen sich hier die salzhaltigen Einträge in den Untergrund, die Nitrat, Phosphat, Chlorid und Sulfat enthalten, bemerkbar. Bezogen auf den jeweiligen Mittelwert zeigen sich in beiden Stadthälften ähnliche Verhältnisse. Der Mittelwert für das gesamte Stadtgebiet liegt bei etwa 1 000 µS/cm, Grenzwertüberschreitungen der Trinkwasserverordnung liegen lediglich an 3 Meßpunkten vor. Legt man den niedrigeren Leitwert von 1 000 µS/cm der EG-Richtlinie ”Qualitätsanforderungen an Oberflächenwasser für die Trinkwassergewinnung” zugrunde, ergeben sich allerdings Überschreitungen an 92 Meßpunkten. Ammonium Ammonium entsteht als Abbauprodukt von tierischem und pflanzlichem Eiweiß. In unbelasteten Grundwässern sind in der Regel nur Spuren vorhanden. Das Vorkommen von Ammonium im oberflächennahen Grundwasser deutet in der Regel auf Verunreinigungen mit Abwässern und Fäkalien hin. Gesundheitliche Schädigungen durch Ammoniumionen sind zur Zeit nicht bekannt, ihre Anwesenheit im Grundwasser ist jedoch aufgrund ihres meist fäkalen Ursprungs hygienisch bedenklich. Als Ursache für die verhältnismäßig hohen Ammonium-Konzentrationen im Grundwasser ist in erster Linie der jahrzehntelange Rieselfeldbetrieb zu nennen, bei dem große Teile des aufgebrachten Abwassers dem Grundwasser zugeführt werden. Weiterhin erfolgen Belastungen durch die Versickerung von Abwasser in den nichtkanalisierten Gebieten und durch undichte Kanalisationsrohre. Hohe Ammonium-Werte können aber auch unter natürlichen Bedingungen bei sauerstoffarmen Grundwässern, z. B. unter Moorlagen, auftreten, da hier eingebrachtes Ammonium nicht oxidiert werden kann. Insgesamt wird an 123 Meßpunkten der Grenzwert der Trinkwasserverordnung überschritten; dies entspricht rund 45 % der beprobten Meßstellen. Auch der Mittelwert für Ammonium-Stickstoff liegt für das Stadtgebiet mit 1,2 mg/l weit über dem Grenzwert der Trinkwasserverordnung. Deutlich erkennbar sind die im Vergleich zum Urstromtal wesentlich niedrigeren Ammonium-Gehalte in den Grundwasserproben aus den Hochflächen. Es kann vermutet werden, daß die Deckschichten aus Mergel wesentlich besser in der Lage sind, eingebrachtes Ammonium zurückzuhalten, als die gut durchlässigen Sande. Nitrat Die erhöhten Nitrat-Gehalte des Trinkwassers in Teilen der Bundesrepublik gaben in den letzten Jahren Anlaß zu öffentlichen Diskussionen. Nitrat gilt in hoher Konzentration als toxisch; es kann im Magen-Darm-Trakt zu Nitrit reduziert werden, das sich dann mit dem Hämoglobin des Blutes verbindet und den Sauerstofftransport im Blutkreislauf einschränkt. Dies führt zu Sauerstoffmangelerscheinungen und besonders bei Säuglingen und Kindern zu Blausucht, die tödlichen Ausgang haben kann. Außerdem können bei der Umsetzung des Nitrats auch Nitrosamine mit krebserregender Wirkung entstehen. In Berlin ist der Nitrat-Gehalt des Grundwassers im allgemeinen niedrig (Mittelwert bei 8 mg/l). Lediglich an 13 Meßpunkten wurde der Grenzwert der Trinkwasserverordnung überschritten, dies entspricht rund 5 % der beprobten Meßstellen. Diese günstige Ausgangsstellung ist darauf zurückzuführen, daß intensiv bewirtschaftete Landwirtschaftsflächen im Stadtgebiet so gut wie nicht vorhanden sind. Die Landwirtschaft mit ihrem erheblichen Mineraldünger-/Gülleeinsatz gilt als ein Hauptverursacher hoher Nitratbelastungen des Grundwassers. Die Ballung von Grenzwertüberschreitungen im Norden Pankows ist auf die in Betrieb befindlichen bzw. stillgelegten großflächigen Abwasserverrieselungsflächen zurückzuführen. Sulfat Die Sulfat-Gehalte im Grundwasser liegen im gesamten Stadtgebiet relativ hoch . Zwar ist das Grundwasser in Sedimentgesteinen generell sulfatbetont, die hohen Werte in Berlin sind jedoch im wesentlichen künstlichen Ursprungs. Die Ursache ist auf die großflächige Verteilung von Bauschutt – insbesondere Trümmerschutt – im Untergrund zurückzuführen. Bau-/Trümmerschutt enthält sulfathaltigen Gips, der vom Niederschlagswasser ausgewaschen wird. Daher treten im Innenstadtgebiet tendenziell höhere Werte auf als im Außenbereich. Punktuell erhöhte Werte sind darüberhinaus im Einflußbereich von Deponien mit hohem Bauschuttanteil, wie z.B. dem Teufelsberg, zu verzeichnen. 54 Meßpunkte liegen über dem Grenzwert der Trinkwasserverordnung, dies entspricht etwa 20 % der beprobten Meßstellen. Der Durchschnittswert liegt in West-Berlin mit 202 mg/l höher als in Ost-Berlin mit 132 mg/l. Der Mittelwert für die Gesamtstadt beträgt 181 mg/l. Chloride Chloride sind toxikologisch unbedenklich, können aber als Maß für eine allgemeine Verunreinigung gelten. Die Chlorid-Gehalte des Berliner Grundwassers sind im allgemeinen relativ niedrig . Der Grenzwert der Trinkwasserverordnung wird nur punktuell an 12 Meßstellen überschritten. Generell zeigt die räumliche Verteilung der Chlorid-Gehalte ein ausgeglichenes Bild. Lediglich im Stadtteil Köpenick zeigen sich auffällig hohe Werte, die geologisch bedingt sind. Hier steigt salzhaltiges Grundwasser aus tieferliegenden Schichten zum Teil bis an die Oberfläche auf. Weitere Grenzwertüberschreitungen zeigen sich in der Umgebung von Deponien. AOX Die Anwesenheit von AOX (adsorbierbaren halogenierten Kohlenwasserstoffen) im Grundwasser ist immer auf anthropogene Einflüsse zurückzuführen (Auswirkungen gewerblich-industrieller Nutzungen bzw. Verunreinigungen durch Altlasten). Es zeigt sich, daß bei mehr als der Hälfte der untersuchten Grundwassermeßstellen zum Teil erhebliche Überschreitungen des gewählten Bewertungsmaßstabs vorliegen, wobei vor allem in Spandau eine Häufung hoher Werte zu erkennen ist. Gleichzeitig liegen aber auch außerhalb dieser Gebiete Punkte mit erhöhten AOX-Werten vor, was auf lokale Verursacher/Altlasten zurückzuführen ist. An 14 Meßpunkten wurden Werte über 0,1 mg/l, also dem 10fachen Beurteilungsmaßstab, ermittelt. Eine besondere Problematik ergibt sich für die Gruppe der leichtflüchtigen chlorierten Kohlenwasserstoffe (LCKW). Diese Stoffe werden neben anderen bei der Bestimmung der AOX mit erfaßt. Wie die Untersuchungen von Brühl et al. (1991) belegen, erweisen sich den Grundwasserleiter überlagernde Geschiebemergel nicht als wirksame Schutzbarriere für diese Stoffgruppe. Vielmehr durchdringen LCKW auch Geschiebemergelüberdeckungen relativ ungehemmt, wobei bei der Migration unter den dort vorherrschenden reduzierenden Bedingungen zum Teil eine Umwandlung dieser Stoffe in noch stärker grundwassergefährdende Abbauprodukte stattfindet. Pestizide Von den im Jahre 1991 auf Pestizide untersuchten 31 Grundwasserproben wurden in 16 Proben Pestizide nachgewiesen. Der Grenzwert der Trinkwasserverordnung für Einzelsubstanzen wurde an den untersuchten Meßstellen 11 mal überschritten. Der Summengrenzwert, der in der Karte als Beurteilungsmaßstab herangezogen wurde, wurde zweimal überschritten. Die Länderarbeitsgemeinschaft Wasser hält schon den bloßen Fund von Pestiziden – unabhängig von der gemessenen Konzentration – für bedenklich. Die Meßstellen mit den hohen Werten liegen im Bereich des ehemaligen Grenzstreifens. Hier macht sich der jahrelange, sehr hohe Einsatz von Pestiziden zur Freihaltung der Grenzsicherungsanlagen bemerkbar. In Ost-Berlin wurden Pestizide vor allem unter landwirtschaftlich genutzten Gebieten nachgewiesen; allerdings liegen die Konzentrationen in relativ geringen Wertebereichen. In der Regel wurden Triazine und die entsprechenden Metaboliten, aber auch Lindan und DDT festgestellt. Außerdem wurde in den Ost-Berliner Meßstellen in 10 Proben ein Stoff aus der Gruppe der Phenoxycarbonsäuren gefunden, wobei allerdings nicht sichergestellt ist, daß die Belastung von einer Herbizid-Anwendung stammt. Cadmium Weiterhin wurden die Daten in Bezug auf eine Grundwasserbelastung durch Cadmium ausgewertet. Cadmium steht aufgrund seines Umweltverhaltens stellvertretend als Indikator für die Belastung des Grundwassers mit Schwermetallen. Es weist eine hohe Akkumulationsrate im Boden auf, wobei aus der Möglichkeit der Remobilisierung und Auswaschung zumindest potentiell ein erhebliches Gefährdungsmoment für das Grundwasser resultiert. Gleichzeitig wirkt Cadmium stark toxisch auf den menschlichen Organismus. Leber, Niere und Knochenmark sind die anfälligsten Organe bzw. Akkumulationspunkte bei chronischer oder akuter Cadmiumexposition, wobei die Cadmiumabsorption größtenteils über den Verdauungstrakt erfolgt. Auf eine Darstellung in der Karte wurde jedoch verzichtet. Einerseits, weil für Ost-Berlin nur unzureichende Daten verfügbar waren, andererseits ist derzeit in Berlin keine nennenswerte Belastung des Grundwassers mit Cadmium zu registrieren. Lediglich an 14 Meßstellen wurde Cadmium überhaupt nachgewiesen, an den restlichen 165 Meßpunkten ist der Nachweis negativ bzw. unterhalb der Nachweisgrenze. Gesamtbetrachtung Insgesamt muß festgestellt werden, daß die gesamte Grundwasserressource im Berliner Raum durch anthropogene Zusatzlasten weit über das geogen bedingte Niveau verändert wurde und merklich belastet ist. Die Gegenüberstellung von Analysen Berliner Grundwässer mit unbelasteten Grundwässern aus einem Referenzgebiet in Lüchow-Dannenberg zeigt, daß die Grundwässer in Lüchow-Dannenberg für die meisten der untersuchten Stoffe sowohl im Mittelwert als auch bei den Maxima deutlich geringere Beträge aufweisen (vgl. Tab. 2). Besonders die Ammonium- und AOX-Werte sind fast im gesamten Stadtgebiet erhöht und überschreiten die Grenzwerte der Trinkwasserverordnung bzw. den für AOX gewählten Bewertungsmaßstab. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daß Ammonium während der Aufbereitung im Wasserwerk zu Nitrat oxidiert wird. Hierbei wird zwar der Nitrat-Gehalt erhöht, dies ist aber bei den geringen Konzentrationen unbedenklich. Tabelle 3 zeigt diese Veränderung bei der Wasseraufbereitung sowie die Roh- und Reinwasserdaten der Brunnen der Berliner Wasserwerke. Hierbei sind die Werte des aus den Brunnen geförderten Rohwassers jeweils denen des ins Trinkwassernetz eingespeisten Reinwassers gegenübergestellt. Für AOX ist die Situation kritischer zu beurteilen, da die Stoffe nur mit einem aufwendigen technischen Verfahren aus dem Wasser entfernt werden können. Andere Stoffe, die Hinweise auf industrielle Verunreinigungen des Grundwassers liefern könnten, wie z.B. Arsen, PAK oder Mineralöle, wurden bisher nur punktuell untersucht und können deshalb in einer flächendeckenden Karte nicht dargestellt werden.
Biozide in der Umwelt Biozidprodukte bekämpfen tierische Schädlinge und Lästlinge, aber auch Algen, Pilze oder Bakterien. Sie werden in vielen Bereichen eingesetzt, etwa als Desinfektionsmittel und Holzschutzmittel bis hin zum Mückenspray und Ameisengift. Biozidwirkstoffe können auch potenziell gefährlich für die Umwelt und die Gesundheit von Mensch und Tier sein. Was sind Biozide? Biozidprodukte sind gemäß europäischer Biozidverordnung (EU 528/2012) dafür bestimmt, Schadorganismen „zu zerstören, abzuschrecken, unschädlich zu machen, ihre Wirkung zu verhindern oder sie in anderer Weise zu bekämpfen“. Sie wirken sich jedoch häufig auch auf andere, sogenannte Nicht-Zielorganismen aus, und können deshalb mit hoher Wahrscheinlichkeit auch ungewollte Wirkungen in der Umwelt entfalten. Die Anwendungsbereiche für Biozidprodukte sind zahlreich. Die Palette der Anwendungen reicht von Desinfektions- und Materialschutzmitteln über Mittel zur Bekämpfung von Nagetieren und Insekten bis hin zu Schiffsanstrichen gegen Bewuchs. Insgesamt werden 22 Produktarten (PT) unterschieden. Zahl der Wirkstoffe für Biozidprodukte Die Europäische Union (EU) hat 150 Wirkstoffe für die Verwendung in Biozidprodukten genehmigt (Stand 12/2023). Es gibt zahlreiche weitere Wirkstoffe, die als Altstoffe noch auf dem Markt sind und zurzeit überprüft werden. Neustoffe befinden sich ebenfalls im Prüfverfahren. Meldepflicht von Biozidprodukten Für Herstellende oder Einführende gab es bisher keine Mitteilungspflicht über die Menge der jeweiligen Biozidprodukte, die sie in Deutschland verkaufen oder ins Ausland ausführen. Daher war nicht bekannt, welche Mengen an Bioziden in Deutschland hergestellt oder verbraucht werden. Mit der 2021 in Kraft getretenen Biozidrechts-Durchführungsverordnung wird sich dies in den kommenden Jahren ändern. Bis zum 31.03.2022 mussten diese Daten erstmalig an die Bundesstelle für Chemikalien (BfC) gemeldet werden. In Zukunft erfolgt eine jährliche Meldung bis Ende März des Folgejahres. Derzeit liegen allerdings noch keine ausgewerteten Ergebnisse der ersten Meldungen vor. Bis diese Daten vorliegen, liefert die Anzahl der auf dem deutschen Markt erhältlichen Biozidprodukte einen Anhaltspunkt. Neben den bereits zugelassenen Biozidprodukten gibt es Biozidprodukte, die Altwirkstoffe enthalten und deren Überprüfungsverfahren noch nicht abgeschlossen sind. Diese müssen der Bundesstelle für Chemikalien gemeldet werden, um sie in Deutschland verkaufen zu können. Die Bundesstelle gibt jährlich bekannt, welche Biozidprodukte aus welcher der 22 Produktarten auf dem deutschen Markt erhältlich sein dürfen. So waren im März 2024 ca. 33.000 Biozidprodukte auf dem deutschen Markt verkehrsfähig (ca. 31.250 Biozidprodukte gemeldet und ca. 1.650 Biozidprodukte zugelassen) (siehe Abb. „Verkehrsfähige Biozidprodukte“). Auf der Internetseite der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) kann jeder die abgestimmten Bewertungsberichte für biozide Wirkstoffe einsehen, welche in die Unionsliste der genehmigten Wirkstoffe aufgenommen wurden. Zudem sind alle in den einzelnen EU-Mitgliedsstaaten bereits geprüften und zugelassenen Produkte auf der Internetseite der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) aufgeführt. Eintragspfade von Bioziden in die Umwelt Biozidwirkstoffe sind dazu bestimmt, sogenannte Schadorganismen zu töten oder zu vertreiben, wirken sich jedoch häufig auch auf andere, sogenannte Nicht-Zielorganismen aus, und können deshalb mit hoher Wahrscheinlichkeit auch ungewollte Wirkungen in der Umwelt entfalten. Die Anwendungsbereiche für Biozidprodukte sind zahlreich. Die Palette der Anwendungen reicht von Desinfektions- und Materialschutzmitteln über Mittel zur Bekämpfung von Nagetieren (Rodentizide) und Insekten (Insektizide) bis hin zu Schiffsanstrichen (Antifouling). Insgesamt werden 22 Produktarten (PT) unterschieden. Aufgrund der unterschiedlichen Anwendungsbereiche kommt es zu vielfältigen Einträgen von Biozidwirkstoffen oder ihren Abbauprodukten in die Umwelt. Sowohl direkte als auch indirekte Einträge, wie zum Beispiel über Kläranlagen, sind möglich und können alle Umweltkompartimente wie Oberflächengewässer, Meeresgewässer, Grundwasser, Sedimente, Böden oder die Atmosphäre betreffen (siehe Abb. „Eintragspfade von Bioziden in die Umwelt“). Untersuchungen von Biozideinträgen in Gewässer Einträge in die Gewässer können auf direktem Weg erfolgen, beispielsweise durch Antifoulinganstriche an Sportbooten. So wurde beispielsweise die Konzentration des Antifouling-Wirkstoffes Cybutryn (Irgarol ® ) im Sommer 2013 in 50 deutschen Sportboothäfen untersucht . In 35 der 50 Sportboothäfen lagen die gemessenen Konzentrationen über der Umweltqualitätsnorm für Gewässer von 0,0025 Mikrogramm pro Liter (μg/L), welche die EU-Richtlinie 2013/39/EU vorschreibt. Dieser Wert darf als Jahresdurchschnittskonzentration nicht überschritten werden. An fünf Standorten übertrafen die Konzentrationen sogar die zulässige Höchstkonzentration von 0,016 μg/L (siehe Abb. „Cybutryn-Konzentrationen in Sportboothäfen“). Außerdem wurden in einem Monitoring in der Fließ- und Stillgewässersimulationsanlage des Umweltbundesamtes ökotoxikologische Wirkungen auf im Binnengewässer lebende Wasserpflanzen und Kleinstlebewesen nachgewiesen. Aufgrund dieser unannehmbaren Umweltrisiken ist Cybutryn als Antifouling-Wirkstoff seit dem 31. Januar 2017 nicht mehr in der EU verkehrsfähig, darf also nicht mehr gehandelt und verkauft werden. Untersuchungen von Schwebstoffproben der Umweltprobenbank an sieben Standorten von großen deutschen Flüssen zeigten eine Abnahme der Cybutryn-Konzentrationen über die Jahre 2011 bis 2020. Allerdings treten trotz des Verbots des Wirkstoffs noch immer ubiquitär geringe Gehalte in den Schwebstoffen auf ( UBA TEXTE 119/2022 ). Biozide werden auch in Baumaterialien eingesetzt, zum Beispiel in Fassadenfarben oder Außenputzen, um diese vor einem unerwünschten Algen- oder Pilzbewuchs zu schützen. Durch den Regen werden diese Substanzen von den Fassaden abgespült und gelangen entweder zusammen mit dem häuslichen Schmutzwasser in die Mischkanalisation und anschließend in die Kläranlage, oder sie erreichen Oberflächengewässer über den Regenkanal direkt und oft unbehandelt. Das Kompetenzzentrum Wasser Berlin ( KWB ) hat in Zusammenarbeit mit den Berliner Wasserbetrieben und der Ostschweizer Fachhochschule ( OST ) im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) in zwei Neubaugebieten in Berlin über zwei Jahre den Austrag von Bioziden und weiteren Stoffen aus Bauprodukten erforscht. Anhand von Felduntersuchungen, Produkttests und Modellierungen wurde untersucht, aus welchen Bauprodukten Biozide und andere Stoffe in das abfließende Regenwasser gelangen. Besonders die Biozidwirkstoffe Terbutryn und Diuron gelangten in Konzentrationen in den Regenkanal, die über den Umweltqualitätsparametern für Gewässer liegen ( Wicke et al. 2022 ). Anhand von Frachtabschätzungen konnte zudem gezeigt werden, dass ein Großteil der Stoffmenge vor Ort verbleibt und zusammen mit dem Regenwasser versickert. Durch die Versickerung kann es jedoch zu einer Belastung des Bodens und Grundwassers kommen (siehe Abb. Spurenstoff-Konzentrationen im Gebietsabfluss (Regenkanal) eines Baugebiets). Anhand eines deutschlandweiten Kläranlagen-Monitoringprojektes konnte gezeigt werden, dass Biozide, die über die Kanalisation in die Kläranlage gelangen, nicht alle gleichermaßen eliminiert werden. Das Karlsruher Institut für Technologie ( KIT ) und das DVGW-Technologiezentrum Wasser ( TZW ) untersuchten im Auftrag des Umweltbundesamtes über einen Zeitraum von mehr als einem Jahr (11/2017-04/2019) 29 kommunale Kläranlagenabflüsse auf 26 Biozidwirkstoffe und Transformationsprodukte . Vor allem Substanzen aus dem Bereich der Materialschutzmittel und Insektizide wurden im Kläranlagenablauf wiedergefunden (siehe Abb. „Kläranlagenmonitoring“). Teilweise lagen die Konzentrationen hierbei über dem jeweiligen Umweltqualitätsparameter für die Gewässer. Aber auch Stoffe, die beispielsweise aufgrund ihrer hohen Adsorptionsneigung in der Regel sehr gut in Kläranlagen zurückgehalten werden (Anreicherung im Klärschlamm), können Gewässer belasten. Sie gelangen insbesondere bei starken Regenereignissen ins Gewässer, wenn unbehandeltes Mischwasser (häusliches Abwasser plus Regenwasser) kontrolliert aus der Kanalisation ins Gewässer eingeleitet wird, um ein Überlaufen der Kläranlage zu verhindern. Dieser relevante Eintragspfad konnte unter anderem für das Schädlingsbekämpfungsmittel Permethrin gezeigt werden, bei dem die Umweltqualitätsparameter in Mischwasserentlastungen deutlich überschritten wurden ( Nickel et al. 2021 ). Cybutryn-Konzentrationen in Sportboothäfen Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Spurenstoff-Konzentrationen im Gebietsabfluss (Regenkanal) eines Baugebiets Quelle: Umweltbundesamt Prozentualer Anteil an Positivdetektionen (in %) der untersuchten Biozidwirkstoffe ... Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Funde von Bioziden in Schwebstoffen Gelangen stark adsorptive Stoffe ins Gewässer, so können diese sich in Schwebstoffen, im Sediment und folglich auch in Sedimentbewohnern anreichern und zu unterwünschten Effekten führen (Dierkes et al. in prep.). Biozide mit einem hohen Sorptionsverhalten wurden in einem von der Bundesanstalt für Gewässerkunde ( BfG ) durchgeführten Projekt in ausgewählten Schwebstoffproben der Umweltprobenbank der Jahre 2008-2021 chemisch analysiert, um die langfristige Entwicklung der Gewässerbelastung im urbanen Bereich zu untersuchen. Insgesamt 16 der 25 untersuchten Biozide wurden in Schwebstoffen nachgewiesen, wobei 10 Stoffe (vor allem Azolfungizide, Triazine und Quartäre Ammoniumverbindungen-QAV) in sämtlichen Proben gefunden wurden. Dies verdeutlicht die ubiquitäre Belastung von Schwebstoffen mit Bioziden. Das Pyrethroid Permethrin konnte nur in wenigen Schwebstoffproben oberhalb der Bestimmungsgrenze gefunden werden, dabei überschritten die Konzentrationen aber durchgehend die Predicted no effect concentration ( PNEC ) für das Kompartiment Sediment von 1,0 ng/g (ECHA, 2014). Dies zeigt die Relevanz dieser Substanz und vermutlich der gesamten Stoffklasse der Pyrethroide für das Schwebstoffmonitoring. Für die Materialschutzmittel Propiconazol und Tebuconazol, die QAV ADBAC C12-C14 und DDAC C8-C10 und für das Pyrethroid Permethrin sind in der folgenden Abbildung (siehe Abb. Biozid-Konzentrationen in Schwebstoffen) für alle Probenahmestandorte die gemessenen Konzentrationen in den Schwebstoffen bezogen auf das Trockengewicht (TG) für die Jahre 2013-2019 exemplarisch dargestellt. Belastung von Lebewesen mit Bioziden Sind Biozide einmal in die Umwelt gelangt, können diese auch zu einer Belastung von Lebewesen führen. Davon sind sowohl terrestrische als auch aquatische Lebensgemeinschaften betroffen. Beispielsweise werden die blutgerinnungshemmenden Wirkstoffe (Antikoagulanzien), die in giftigen Fraßködern zur Bekämpfung von Ratten und Mäusen enthalten sind, häufig in der Umwelt, insbesondere in Wildtieren nachgewiesen. Dies ist vor allem auf die für die Umwelt sehr problematischen Eigenschaften dieser Wirkstoffe zurückzuführen. Die meisten dieser Substanzen sind sogenannte PBT -Stoffe, das heißt, sie werden in der Umwelt nur schlecht abgebaut (P = persistent), besitzen ein hohes Potential zur Anreicherung in anderen Lebewesen (B = bioakkumulierend) und sind zudem giftig (T = toxisch) ( Umweltbundesamt, 2019 ). In einer vom Julius-Kühn-Institut im Auftrag des UBA durchgeführten Untersuchung wurden 2018 erstmalig in Deutschland systematisch Rückstände von Antikoagulanzien in wildlebenden Tieren untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl in verschiedenen Kleinsäugerarten (zum Beispiel Wald- und Spitzmäusen, die nicht Ziel der Bekämpfung und teilweise besonders geschützte Arten sind) als auch in Eulen und Greifvögeln (vor allem Mäusebussarden) Rückstände von Antikoagulanzien nachweisbar sind. Auch wurden in 61 % von insgesamt 265 untersuchten Leberproben von Füchsen Rückstände von Antikoagulanzien gefunden ( Geduhn et al. 2016 ). Auch aquatische Organismen sind mit Antikoagulanzien belastet. So wurden vor einigen Jahren Rückstände von Antikoagulantien in Deutschland erstmalig in Fischen nachgewiesen (Kotthoff et al. 2018 ). Im Rahmen einer vom UBA in Auftrag gegebenen Untersuchung durch das Fraunhofer Institut für Molekulare Biologie und Angewandte Ökologie wurden Leberproben von Brassen (Abramis brama) aus den größten Flüssen in Deutschland – darunter Donau, Elbe und Rhein – sowie aus zwei Seen untersucht. In allen Fischen der bundesweit 16 untersuchten Fließgewässer-Standorte im Jahr 2015 wurde mindestens ein Antikoagulans der 2. Generation nachgewiesen. Lediglich in Proben von Fischen aus den beiden Seen wurde keine Belastung mit Antikoagulanzien festgestellt. In fast 90 % der 18 untersuchten Fischleberproben wurde Brodifacoum mit einem Höchstgehalt von 12,5 μg/kg Nassgewicht nachgewiesen. Difenacoum und Bromadiolon kamen in 44 bzw. 17 % der Proben vor (siehe Abb. „Rodentizide in Fischen“). In einer späteren von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) durchgeführten Studie wurde gezeigt, dass Antikoagulanzien bei der konventionellen Abwasserbehandlung nicht vollständig eliminiert werden und sich in der Leber von Fischen anreichern. Insbesondere bei Starkregen- und Rückstauereignissen führt die gängige Praxis der Ausbringung von Fraßködern am Draht in der Kanalisation zur Freisetzung antikoagulanter Wirkstoffe in die aquatische Umwelt ( Regnery et al. 2020 ). Datenportal „Biozide in der Umwelt – BiU“ Um nachvollziehen zu können, wie groß die Belastung der Umwelt mit Bioziden tatsächlich ist und ob Maßnahmen zur Reduktion des Eintrags von Bioziden in die Umwelt wirkungsvoll sind, wurde ein eigenständiges Modul in der Datenbank "Informationssystem Chemikalien" (ChemInfo) des Bundes und der Länder angelegt. Die neu entwickelte Datenbank „ Biozide in der Umwelt “ (BiU) stellt frei zugänglich und kostenlos Umweltmonitoringdaten zu Bioziden aus Deutschland, Österreich und der Schweiz zur Verfügung. Derzeit sind 91 biozide Wirkstoffe mit Datensätzen aus etwa 80.000 Wasser-/Abwasserproben, 380 Boden-/Klärschlammproben sowie 4.500 biotischen Proben recherchierbar. An einer Erweiterung des Datenumfangs wird aktuell gearbeitet. Neben den Monitoringdaten werden auch Informationen zur Zulassung der Wirkstoffe im Rahmen der Biozid-Verordnung sowie physikalisch-chemische Daten bereitgestellt.
Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz Juli 2009 Untersuchung niedersächsischer Oberflächengewässer auf den Tributylzinn-Ersatzstoff Irgarol Allgemeine Stoffinformationen/Verwendung 1/2 Bekannte Handelnamen für Irgarol sind Irgarol 1051®, Irgarol 1071® oder Irgaguard D 1071®, die chemische Bezeichnung lautet: N’-tert-Butyl-N-cyclopropyl-6-(methylthio)- 1,3,5-triazin-2,4-diamin. Dieser Wirkstoff wird chemisch als Cybutryn mit der CAS- Nummer 28159-98-0 bezeichnet, die Strukturformel ist in Abb.1 aufgeführt. Abb. 1: Strukturformel von Irgarol Irgarol gehört, wie beispielsweise Atrazin und Simazin, zu der Gruppe der Triazine und weist eine herbizide Wirkung auf. Außerhalb der EU wird Irgarol als Pflanzenschutzmittel eingesetzt, national und EU- weit findet es als Biozid Verwendung. Seit Mitte der 1980er Jahre wird Irgarol als Aufwuchshemmer bei Antifouling-Farbanstrichen von Bootsrümpfen eingesetzt. Seit Tributylzinn aufgrund seiner negativen Umwelteigenschaften in die Kritik gekommen ist und deren Einsatz in der EU im Jahr 2003 schließlich verboten wurde, wird vermehrt Irgarol als Antifouling sowohl im marinen als auch Binnengewässerbereich eingesetzt. Zudem findet es Verwendung in Bauelementen, Farbanstrichen und im Außenbereich von Häusern. Irgarol, somit als Ersatzstoff für Tributylzinn gedacht, weist aber ebenfalls negative Umwelteigenschaften auf. Es hemmt die Photosynthese und ist deshalb als hoch toxisch für höhere Pflanzen, Phytoplankton und pflanzliche Aufwuchsorganismen anzusehen. Zudem gibt es Hinweise, dass Irgarol ebenfalls hormonelle Wirkungen aufweist. Irgarol reichert sich bevorzugt in Gewässersedimenten und in pflanzlichen Materialien an und ist in aquatischen Systemen nur schwer biologisch abbaubar (sehr persistent). Das inzwischen nachgewiesene Metabolit des Irgarol, mit der 1 2 LAWA-AO-Expertenkreis „Stoffe“: Stoffdatenblatt Irgarol (Stand: 20.03.2007), Schudoma, D., et al. Umweltbundesamt (August 2008): Vom Ersatzstoff zum Problemfall?Der Antifouling-Wirkstoff Irgarol Bezeichnung M1, weist sogar noch eine höhere Persistenz als die Muttersubstanz auf. Unter Berücksichtigung der Eigenschaften von Irgarol und auf der Basis von ökotoxikologischen Daten wurde von Seiten des LAWA-AO-Expertenkreises „Stoffe“ eine spezifische Umweltqualitätsnorm (UQN) von 0,002 µg/l (als Jahresdurchschnittswert) vorgeschlagen. Um die Belastung der niedersächsischen Gewässer mit Irgarol abschätzen zu können, sind in den Jahren 2007 und 2008 vom NLWKN Wasseruntersuchungen durchgeführt worden. Dies ist insofern von besonderer Bedeutung, weil zur Diskussion steht, Irgarol in die Stoffliste der Bundes-Verordung zur Umsetzung der EU-Richtlinie 2008/105/EG (Einstufung des ökologischen Zustands) zu integrieren. Monitoringkonzept und Methodik Die Untersuchungen auf Irgarol wurden innerhalb bestehender Monitoringprogramme durchgeführt, wie z.B. zur Umsetzung der EG-WRRL (Überblicksmessstellen) und des FGG-Elbe-Messprogramms, so dass die Auswahl der Messstellen hierdurch einerseits vorgegeben aber andererseits kein zusätzlicher Probenahmeaufwand erforderlich war. Die untersuchten Gewässer sind mit den dazugehörigen Messstellen in Tab. 1 aufgeführt. Die Probenahmen erfolgten mittels eines Edelstahl-Eimers, in den Übergangs- und Küstengewässern bei ablaufend Wasser (Ebbestrom). Im Küstenbereich wurde zur Entnahme der Proben ein Helicopter eingesetzt (Abb. 2). Abb. 2: Probenahme im Küstenbereich mittels eines Helicopters Die Wasserproben wurden in 2L-Glasflaschen abgefüllt und gekühlt zum Labor transportiert. Die Extraktion der Wasserproben erfolgte im Labor innerhalb von 24 Stunden nach deren Eintreffen, die Analyse erfolgte mittels GC/Massenspektrometrie entsprechend DIN EN ISO 10695 (F6). 2 Ergebnisse der Untersuchungen Die Ergebnisse der Untersuchungen können der Tab. 1 entnommen werden, geordnet nach Fließ-/Übergangs und Küstengewässern. Bei einer Unterschreitung der Bestimmungsgrenze wurde der Jahresmittelwert näherungsweise mit der Konzentration der halben Bestimmungsgrenze errechnet; bei lediglich 2 Befunden pro Jahr erfolgte keine Mittelwertbildung. Tab. 1: Irgarol-Konzentrationen in [µg/l], mit N = Anzahl der Messwerte pro Jahr, unterteilt in Fließ-/Übergangsgewässer und Küstengewässer, alphabetisch nach Gewässern geordnet Messstelle Gewässer Fließ- und Übergangsgewässer Grafhorst Aller Langlingen Aller Verden Aller Holzkamp Delme Cuxhaven Elbe Grauerort Elbe Grauerort Elbe Schnackenburg Elbe Schnackenburg Elbe Gandersum Ems Herbrum Ems Wathlingen Fuhse Steyerberg Gr. Aue Tietjens Hütte Hamme Bokeloh Hase Colnrade Hunte Reithörne Hunte Bienenbüttel Ilmenau Seerau Jeetzel Neustadt Leine Poppenburg Leine Reckershausen Leine Daudieck Lühe-Aue Gr. Schwülper Oker Oberndorf Oste Laar Vechte Brake Weser Drakenburg Weser Farge Weser Hemeln Weser Hess. Oldendorf Weser Ottersberg Wümme Küstengewässer Scharhörn Elbe-Ästuar Emshörn Ems-Ästuar Leuchtturm Arngast Jadebusen Norderney Küste Otzumer Balje Küste Alte Weser Weser-Ästuar JahrN 2007 2007 2007 2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2007 2008 2007 2007 2007 2007 2007 2008 2007 2007 2007 2007 2007 2007 20082 2 2 2 11 2 12 2 12 2 2 12 2 12 2 12 2 2 12 2 2 2 2 2 12 2 2 2 2 2 2 12 2008 2008 2008 2008 2008 200812 12 12 12 12 12 Mittelwert Min.Max. < 0,0010< 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,0010 0,003 < 0,0010 0,002 < 0,0010 0,002 < 0,001 < 0,0010 < 0,001 < 0,0010 < 0,001 < 0,0010 < 0,001 < 0,001 < 0,0010 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,0010 < 0,001 < 0,001 < 0,001 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,0010< 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 0,0028 0,007 0,009 0,003 0,0034 0,003 0,002 < 0,0010 0,002 < 0,0010 < 0,001 < 0,0010 < 0,001 0,002 < 0,0010 0,002 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,0010 < 0,001 0,006 0,002 0,003 < 0,001 < 0,001 < 0,0010 < 0,0010 < 0,0010 < 0,0010 < 0,0010 < 0,0010 < 0,0010< 0,0010 < 0,0010 < 0,0010 < 0,0010 < 0,0010 < 0,00100,0011 0,0021 < 0,0010 0,0017 0,0019 < 0,0010 < 0,0010 0,0028 < 0,0010 < 0,0010 < 0,0010 < 0,0010 < 0,0010 < 0,0010 3
Das Projekt "Auswirkungen der Verringerung von zugelassenen Pflanzenschutzmitteln auf die Landwirtschaft und den integrierten Pflanzenschutz am Beispiel Triazine im Maisanbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für wassergefährdende Stoffe (IWS) e.V. durchgeführt. Die Verringerung der Anzahl der zugelassenen Pflanzenschutzmittel in der Bundesrepublik Deutschland seit 1986 um fast 50 Prozent ist einerseits auf das Inkraftreten des Gesetzes zum Schutze der Kulturpflanzen (Pflanzenschutzgesetz) vom 15. September 1986 und den darin geregelten verschaerften Zulassungsbedingungen fuer Pflanzenschutzmittel zurueckzufuehren. Andererseits wurde mit der Richtlinie der Europaeischen Gemeinschaft vom 15. Juli 1980 (80/778/EWG) erstmals ein Grenzwert fuer 'Pestizide und aehnliche Produkte' im Wasser fuer den menschlichen Gebrauch vorgegeben, der in der Bundesrepublik Deutschland in die Trinkwasserverordnung vom 22. Mai 1986 uebernommen worden ist und am 1. Oktober 1989 in Kraft trat. Durch diesen Vorsorgewert werden strenge Massstaebe fuer die Zulassung von Pflanzenschutzmitteln im Hinblick auf das im Pflanzenschutzgesetz verankerte Schutzgut Grundwasser gesetzt. Aus den in den 80er Jahren zur Aenderung der Pflanzenschutz-Anwendungsverordnung vom 22. Maerz 1991 wurde Atrazin in die Anlage I der Verordnung aufgenommen und damit ein vollstaendiges Anwendungsverbot fuer den Einsatz dieses Wirkstoffes in Deutschland ausgesprochen. Da atrazinhaltige Pflanzenschutzmittel vorrangig im Maisanbau eingesetzt wurden, sollte die Frage eroertert werden, inwieweit der Maisanbau durch dieses Verbot in Deutschland eingeschraenkt wird und ob ein Ausweichen auf atrazinfreie Pflanzenschutzmittel und/oder andere Unkrautbekaempfungsmassnahmen moeglich und sinnvoll ist.
Das Projekt "Untersuchungen zur Pestizid- und Nitratbelastung bei Eigenwasserversorgungsanlagen im Muensterland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Münster, Universitätsklinikum, Institut für Hygiene durchgeführt. Eigenwaesser sind im erheblichen Umfang durch PBM und Nitrat belastet. Am haeufigsten sind Nachweise von Atrazin und der Phenylharnstoffe Chlortoluron, Methabenzthiazuron und Isoproturon sowie von Diuron und Bromacil. Waehrend Atrazin im gesamten Jahresverlauf - auch nach Ausbringungsverbot - bis heute nachweisbar ist, werden Chlortoluron und andere im Herbst ausgebrachte Mittel bevorzugt waehrend der Applikationsphasen analysiert. In Brunnen aus Haus- bzw. Hofnaehe finden sich signifikant hoehere PBM-Gehalte als in Brunnen unter Feldern oder unter Wald- bzw. Wiesenflaechen, insbesondere bei den Triazinen und Totalherbiziden. Beim Nitrat liegen unterhalb von Ackerflaechen hoehere Grundwasserbelastungen vor. Flache Brunnen sind staerker durch PBM und Nitrat betroffen als tiefe (tiefer 20m). Ein Zusammenhang zwischen Nitrat- und PBM-Gehalt ist nicht vorhanden. PBM lassen sich sowohl aus Waessern mit hohen wie mit niedrigen Nitratgehalten analysieren. Dies weist auf unterschiedliche Eintragsmechanismen und einen Abbau von Nitrat in reduzierenden Untergruenden hin. Massnahmen, die zu einer Verminderung flaechenhafter Nitratbelastungen entwickelt wurden, sind somit nicht gleichermassen geeignet, auch eine Verringerung der PBM-Gehalte zu erzielen. Die Ergebnisse machen deutlich, dass offensichtlich vor allem punktuelle Kontaminationen, z.B. beim Ansetzen von Pestiziden oder bei der Reinigung von Spritzgeraeten auf dem Hofgelaende, oder lokal hohe Anwendungen von Totalherbiziden auf befestigten Flaechen oder im Garten wesentliche Faktoren fuer die Belastung der privaten Brunnenwaesser darstellen. Diese Erkenntnisse muessen in Zukunft staerker beruecksichtigt werden, um die teilweise hygienisch unakzeptable Belastung dieser Waesser mit PBM zu verringern. Als Uebergangsloesung eingesetzte Umkehrosmosen erweisen sich im Praxisbetrieb als geeignet, PBM und Nitrat in ausreichendem Masse zu entfernen, ohne dass gleichzeitig Beeintraechtigungen der mikrobiologischen Qualitaet auftreten.
Desethylatrazin ist das Hauptabbauprodukt des zu den Triazinen gehörenden Atrazins. Seine Muttersubstanz Atrazin wurde bis zum vollständigen Anwendungsverbot ab März 1991 intensiv in der Landwirtschaft und als Totalherbizid auf Nichtkulturland, vor allem auf Gleisanlagen, eingesetzt. Die Gründe für den intensiven Einsatz lagen in der Intensivierung des Maisanbaues, dem günstigen Preis und dem guten Wirkungsspektrum der Atrazinpräparate. Trotz Anwendungsverbotes wird Atrazin und Desethylatrazin auch aktuell noch im Grundwasser nachgewiesen. Der Schwellenwert nach GrwV für den Einzelwirkstoff beträgt 0,1 µg/l. Weitere Informationen zum Thema finden Sie hier .
Das Projekt "Erarbeitung eines Konzeptes zum Schutz des Grundwassers vor Pflanzenschutzmitteln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umweltchemie und Ökotoxikologie durchgeführt. Seit einiger Zeit mehren sich die Anzeichen, dass Pflanzenschutzmittel in Konzentrationen, die ueber dem Grenzwert der Trinkwasser-Verordnung (TrinkWV) liegen im Grundwasser auftreten. Bisher waren dies zumeist Wirkstoffe aus der Gruppe der Triazine. Es ist jedoch nicht auszuschliessen, dass sich langfristig auch Substanzen anderer Wirkstoffgruppen im Grundwasser anreichern. Ziel dieses Vorhabens soll zum einen sein, die moeglichen Verbindungen aufzulisten und zum anderen, ein Konzept zu erarbeiten, das dem Umweltbundesamt aufzeigt, durch welche Massnahmen sich eine weitere Kontamination des Grundwassers vermeiden laesst. Hierzu gehoert auch die Beschreibung des kuenftigen F und E-Bedarfes.
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